電解鋁階梯電價及核算方法

1、電解鋁階梯電價及核算方法,一、能耗計算原則二、電解鋁及生產(chǎn)工藝三、電解鋁階梯電價政策四、能耗計算五、數(shù)據(jù)核定 云南省節(jié)能監(jiān)察中心 韓永明 電話：13095361787,一、能耗計算原則1、企業(yè)計算邊界,,生產(chǎn)企業(yè)界區(qū),,,,輸入能源,輸出能源,能源消耗=輸入能源-輸出能源,輸入能源含各種能源和耗能工質(zhì),輸出能源含各種能源及耗能工質(zhì),2、企業(yè)內(nèi)部工序計算邊界,,,工序1,工序

2、2,工序3,工序4,工序5,,輸入能源,,輸出能源,3、企業(yè)及生產(chǎn)工藝,（1）企業(yè)所監(jiān)察企業(yè)采用何種生產(chǎn)工藝（黃磷礦熱路，鋼鐵高爐法等）所監(jiān)察主要生產(chǎn)設(shè)備情況，如電解鋁廠，電解槽是多大系列的（350kA),產(chǎn)能是多少等。（2）產(chǎn)品所監(jiān)察企業(yè)產(chǎn)品情況（有多少個中間產(chǎn)品，最終產(chǎn)品等）需計算的指標是單位產(chǎn)品能耗還是工序單耗（如：鋼鐵的四個指標均為工序單耗）（3）企業(yè)生產(chǎn)工藝流程（見流程圖）,,例子：云南某鋁廠1、電解生產(chǎn)線20

3、0kA系列，10萬噸/年300kA系列，20萬噸/年2、產(chǎn)品鋁錠鋁合金型材碳素陽極,4、能源消耗的計算,(1)企業(yè)能源消耗的計算原則企業(yè)能源消耗量=輸入企業(yè)能源-輸出企業(yè)能源輸入能源：一次能源，二次能源，耗能工質(zhì)輸出能源：一次能源，二次能源，耗能工質(zhì)，余熱利用等（2）計算細節(jié)具體包括哪些能源耗耗能工質(zhì)詳見能源消耗限額,,（3）企業(yè)內(nèi)部工序能源消耗計算原則工序能源消耗=輸入該工序能源-輸出該工序能源輸入能源：一次能

4、源，二次能源，耗能工質(zhì)輸出能源：一次能源，二次能源，耗能工質(zhì)，余熱利用等（4）生活、技改、基建用能不算在能源消耗以內(nèi)5、產(chǎn)品產(chǎn)量計算原則計算區(qū)域內(nèi)入庫的合格產(chǎn)品或中間產(chǎn)品（工序）產(chǎn)品是否需折標（某些產(chǎn)品需者標，如電石）,原料：Al2O3熔融電解質(zhì)：Na3AlF6-AlF3-Al2O3反應(yīng)式：Al2O3+C→Al+CO2↑陰極和陽極：碳素材料電極極距： ～ 4.5cm 平均槽電壓：3.8～4.2V電解溫度：920～9

5、60℃噸鋁直流電耗：～ 12800 kWh電能效率：～50%噸鋁碳耗： ～ 400 kg噸鋁等效CO2： ～10.7t（電解過程4.9t，燃煤發(fā)電過程5.8t）,二、電解鋁及生產(chǎn)工藝,電解槽,電解鋁企業(yè) 指以氧化鋁為原料、氟化鹽為電解質(zhì)在電解槽內(nèi)通過預(yù)焙陽極導(dǎo)入直流電，在920~970℃高溫條件下，經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)分解氧化鋁，在電解槽陰極析出液態(tài)金屬鋁（電解鋁液，以下簡稱鋁液）的生產(chǎn)企業(yè)。 無論最終產(chǎn)品為

6、鋁液、鑄造鋁錠，還是多品種鋁合金產(chǎn)品。,1954年：第一家鋁電解廠（撫順鋁廠）投產(chǎn)，60kA,2.5萬噸1983年：貴州鋁廠引進日本輕金屬株式會社160kA中間下料預(yù)焙槽技術(shù)2000年以后：2001年原鋁產(chǎn)量居世界第一位，2014年產(chǎn)量為2752萬噸，2015年產(chǎn)量為3140萬噸；整體技術(shù)裝備水平已躋身世界先進行列，電解鋁企業(yè)約70家，產(chǎn)能近100萬噸的電解鋁企業(yè)超過了10家；2004年起開始向國外作鋁電解全套工程技術(shù)出口，目

7、前正在引領(lǐng)世界電解鋁產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向；350kA、400kA大型預(yù)焙鋁電解系列生產(chǎn)線已形成規(guī)模，2010年世界上第一條500kA系列投產(chǎn)運行，2012年600kA試驗槽啟動；2015年600kA生產(chǎn)線正式投產(chǎn)運行并通過專家鑒定，各項指標優(yōu)良。2016年660kA生產(chǎn)線正式投產(chǎn)運行。,鋁電解需要消耗物料為 Al2O3原料 C陽極Al2O3 + 1.5C = 2Al +1.5CO2102

8、 18 54 66 x y 1000 zx=102×1000/54=1889(kg/t.Al)y=18×1000/54=333(kg/t.Al)z=66×1000/54=1222(kg/t.Al),理論上，進行該反應(yīng)所需要的能量包括三部分：加熱Al2O3需要的能量；加熱C陽極需要的能量；分解Al2O3 需要的能量

9、。,在950℃的電解溫度下，假設(shè)電流效率100%從常溫加熱Al2O3需要的能量： 570kWh/t-Al從常溫加熱C陽極需要的能量：130kWh/t-Al分解Al2O3 需要的能量： 5620kWh/t-Al理論電耗： 6320kWh/t-Al能量利用率： 6320/12800=49%

10、≈50%,,線路電壓降，Vl,陽極電壓降，Va,反應(yīng)電壓降，Vr電解質(zhì)電壓降，Ve,陰極電壓降，Vc,槽電壓組成：V=Vr+Ve+Va+Vc+Vl,槽電壓組成：V=Vr+Ve+Va+Vc+Vl,影響電流效率的因素機理鋁的溶解和再氧化：被陽極氣體氧化，造成鋁的損失電解生成Na以及Na的再氧化電子導(dǎo)電，如C顆粒和C粉，形成電子導(dǎo)電電解質(zhì)中雜質(zhì)元素如Fe、Si等的還原，以及P等不完全放電陰極和陽極短路出鋁等造成的金屬損失,具體

11、物理化學(xué)因素電流密度極距陽極至側(cè)壁的距離溫度氧化鋁濃度氧化鋁溶解性能及雜質(zhì)含量添加劑水分電解質(zhì)和鋁液的流動狀態(tài),鋁電解槽直流電耗直接反應(yīng)電解槽的工藝技術(shù)和管理水平。為什么不用直流電耗評價鋁電解企業(yè)技術(shù)水平？ 電流效率數(shù)據(jù)不可靠，特別是將整流器的效率降低，變相提高電解的電流效率。,山東魏橋鋁業(yè)600kA電解槽系列,中鋁連城鋁業(yè)分公司500kA電解槽系列,約占全國總產(chǎn)量的68%,三、電解鋁階梯電價,1、差別電

12、價基準：（1）電解鋁交流電耗≤13700kWh/t，不加價；（2）13700kWh/t＜電解鋁交流電耗≤13800kWh/t，+0.02元/kWh;（3）電解鋁交流電耗＞ 13800kWh/t，+0.08元/ kWh。2、措施：（1）電解鋁企業(yè)用電階梯電價按年執(zhí)行，每年根據(jù)上年實際電耗水平執(zhí)行相應(yīng)的電價標準。 （2）國家將根據(jù)情況適時調(diào)整電解鋁企業(yè)用電實行階梯電價政策的交流電耗分檔和加價標準。,,（3）自2014年起，每年一

13、季度內(nèi)省級工業(yè)主管部門要對省內(nèi)所有電解鋁企業(yè)上一年鋁液生產(chǎn)量及其耗電量進行統(tǒng)計、核查，確定其噸鋁液電解交流電耗，并將相關(guān)情況函告省級價格主管部門。（4）省級價格主管部門要在每年4月15日前明確所有電解鋁企業(yè)應(yīng)執(zhí)行的電價標準，向社會公布，并報國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部備案。（5）電解鋁企業(yè)鋁液電解交流電耗高于每噸13700千瓦時或節(jié)能目標考核為未完成等級的，不得與電力企業(yè)進行電力直接交易。,,（6）電解鋁企業(yè)鋁液電解交流電耗不高于

14、每噸13350千瓦時的，省級人民政府有關(guān)部門應(yīng)優(yōu)先支持其參與電力直接交易，電量與電價由交易雙方協(xié)商確定。（7）電解鋁企業(yè)要完善獨立、可核查的能源計量和統(tǒng)計臺帳，保留鋁液生產(chǎn)量原始記錄及憑證；并將集控室原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息至少保存三年，不得擅自修改或刪除。（8）省級電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)根據(jù)省級價格主管部門公布的企業(yè)名單和電價標準,按照抄見的鋁液電解用電量（含來自于自備電廠電量）及時收取加價電費。,,（9）各地要嚴格執(zhí)行國家電價政策，不得自行降低對電

15、解鋁企業(yè)的用電價格，已經(jīng)對電解鋁企業(yè)用電實行電價優(yōu)惠的，應(yīng)立即糾正。（10）各地要嚴格按照《國務(wù)院批轉(zhuǎn)發(fā)展改革委、能源辦關(guān)于加快關(guān)停小火電機組若干意見的通知》（國發(fā)〔2007〕2號）有關(guān)規(guī)定，對電解鋁企業(yè)自備電廠自發(fā)自用電量收取相應(yīng)的政府性基金、附加和系統(tǒng)備用費，不得自行減免。,,3、加價電費使用：（1）因?qū)嵤╇A梯電價政策而增加的加價電費，10%留電網(wǎng)企業(yè)用于彌補執(zhí)行階梯電價增加的成本。（2）90%歸地方政府使用，主要用于獎勵能效

16、先進企業(yè)，支持企業(yè)節(jié)能技術(shù)改造、淘汰落后和轉(zhuǎn)型升級。 （3）對在一年內(nèi)改造達標的企業(yè)，可將其繳納的加價電費適當(dāng)返還。具體加價電費資金管理使用辦法由省級人民政府有關(guān)部門制定。,四、能耗計算,（一）限額指標1、限額指標：限定值、準入值、先進值2、本次重點關(guān)注：限定值3、電解鋁能耗限額限定值鋁液交流電耗：≤13700kWh/t（重點關(guān)注）鋁液綜合交流電耗： ≤14050kWh/t鋁錠綜合交流電耗： ≤14100kWh/t鋁錠綜

17、合能源單耗： ≤1760kgce/t,（二）統(tǒng)計范圍,1、企業(yè)能源消耗企業(yè)用于生產(chǎn)的各種能源和余熱包括：一次能源（原煤、原油、天然氣等）、二次能源（電力、熱力、石油制品、焦炭、煤氣等）、耗能工質(zhì)以及能源和耗能工質(zhì)在儲存、轉(zhuǎn)換和計量中的損耗,,不包括：生活用能（企業(yè)內(nèi)宿舍、學(xué)校、文化娛樂、醫(yī)療保健、商業(yè)服務(wù)、托兒幼教等）車間、管理部門的照明、取暖、降溫、洗澡等用能基建用能陽極生產(chǎn)用能（碳素陽極）,,2、余熱利用（1）回

18、收利用的余熱，用于本工序的，不的重復(fù)計算（2）回收利用的余熱，外供到其他工序的，在本工序應(yīng)進行扣減；在輸入工序以正常能源消耗計入,,3、折標系數(shù)（1）企業(yè)外購能源：外購能源：按實測值進行折標不能實測的：按能源供應(yīng)單位提供的低位發(fā)熱值進行折標上述兩條件不具備，按標準附錄A推薦值進行折標,,（2）電力折標系數(shù)：1.229tce/萬kWh（3）二次能源及耗能工質(zhì)：按等價值進行折標，計入工序能耗中（4）1千克標準煤=29.3076

19、兆焦,（四）計算方法,1、鋁液交流電耗（1）計算范圍：電耗：電解工藝整流機組交流入口到電解槽所消耗的電能產(chǎn)品：電解系列（如350kA系列）電解鋁液產(chǎn)量扣減：電解系列電解槽焙燒、起動期間消耗的交流電量；電解系列停槽導(dǎo)電母線及短路口損耗的交流電量,,（2）計算公式: Wj=〖Qj-(Qtj+Qqj)〗/Ply Wj—報告期內(nèi)電解鋁液交流電耗，單位為千瓦時每噸Qj—報告期內(nèi)電解系列工藝消耗的交流電量，單位為千瓦時Qtj

20、--報告期內(nèi)電解系列中停槽導(dǎo)電母線及短路口損耗交流電量，單位為千瓦時,,Qqj—報告期內(nèi)電解系列中電解槽焙燒、起動期間消耗的交流電量，單位為千瓦時Ply—報告期內(nèi)電解系列電解鋁液產(chǎn)量，單位為噸,,電解槽焙燒、起動期間交流電消耗： Qqj=Qj×Nq×Vq/VxQqj—報告期內(nèi)電解槽焙燒、起動期間消耗的交流電量，單位為千瓦時Qj—報告期內(nèi)電解系列工藝消耗的交流電量，單位為千瓦時Nq—報告期內(nèi)電

21、解系列中的焙燒啟動槽數(shù),,Vq—電解槽焙燒啟動所用電壓，每臺槽補償不超過30伏天企業(yè)是否進行了測量?是否記錄完整?Vx—報告期內(nèi)電解系列直流電壓累計，單位為伏天電解系列直流電壓隨時都在變化?企業(yè)是否有計量?計量是否準確?,,停槽導(dǎo)電母線及短路口損耗交流電量： Qtj=Qj×Nt×Vt/VxQtj—報告期內(nèi)電解槽停槽導(dǎo)電母線及短路口電壓降損耗交流電量，單位為千瓦時Qj—報告期內(nèi)電解系列工

22、藝消耗的交流電量，單位為千瓦時Nt—報告期內(nèi)停槽日數(shù)，單位為天,,Vt—每臺停槽導(dǎo)電母線及短路口電壓降實測值，單位為伏企業(yè)是否進行了測量?是否記錄完整?Vx—報告期內(nèi)電解系列直流電壓累計，單位為伏天電解系列直流電壓隨時都在變化?企業(yè)是否有計量?計量是否準確?,,（3）發(fā)改價格[2013]2530號附件： 噸鋁液電解交流電耗含義及計算方法 一、含義 指生產(chǎn)每噸電解鋁液消耗的交流電量，只是電解槽的用電，不包括停槽、啟動的用

23、電量。 二、計算方法 Wj＝[Qj-（Qtj+Qqj）]/Ply，式中： Wj—報告期內(nèi)電解鋁液交流電耗（千瓦時／噸）； Qj—報告期內(nèi)電解系列工藝消耗的交流電量（千瓦時）， 可通過電解鋁企業(yè)整流器交流側(cè)電能計量裝置獲得。,,Qtj—報告期內(nèi)電解系列中停槽導(dǎo)電母線及短路口損耗 交流電量（千瓦時）；每一臺停槽每天按 0.3V電壓扣除消耗 的交流電量，等于 0.3V×系列電流強度×24 小時×停槽天數(shù)。

24、 Qqj—報告期內(nèi)電解系列中電解槽焙燒、啟動期間消耗的 交流電量（千瓦時）；每一臺啟動槽按 30V總電壓扣除消耗的 交流電量，等于 30V×系列電流強度×24 小時。 Ply—報告期內(nèi)電解系列電解鋁液產(chǎn)量（噸）。,,1、停槽導(dǎo)電母線及短路口損耗交流電量： Qtj=∑ 0.3V×系列電流強度×24 小時×停槽天數(shù)2、電解槽焙燒、起動期間交流電消耗： Qq

25、j=∑ 30V×系列電流強度×24 小時,,,,,,,500kA，年大修56臺,600萬KWh,2000萬KWh,2、鋁液綜合交流電耗,（1）計算范圍：電耗：電解工藝交流電入口到鋁液產(chǎn)出消耗的電能產(chǎn)品：電解系列（如350kA系列）電解鋁液產(chǎn)量包括：電解鋁液生產(chǎn)電解系列電解槽焙燒、起動期間消耗的交流電量；電解系列停槽導(dǎo)電母線及短路口損耗的交流電量,,系列延期凈化、整流、空壓、物料輸送、動力照明等輔助系統(tǒng)消耗

26、的交流電（與電解鋁液生產(chǎn)相關(guān))線路損失,,（2）計算公式 Wzj=Qzj/Ply式中：Wzj—報告期內(nèi)鋁液綜合交流電耗，單位為千瓦時每噸Qzj—報告期內(nèi)電解鋁液生產(chǎn)中消耗的交流電量Ply—報告期內(nèi)電解鋁液產(chǎn)量，單位為噸,3、鋁錠綜合交流電耗,（1）計算范圍：電耗：電解工藝交流電入口到鋁錠產(chǎn)出消耗的電能產(chǎn)品：鋁錠產(chǎn)量包括：電解液生產(chǎn)消耗的交流電量鑄錠消耗的交流電量輔助系統(tǒng)消耗的交流電量,,（2）計算公

27、式： D1=Q1/PAlD1—報告期內(nèi)鋁錠綜合交流電耗，單位為千瓦時每噸Q1—報告期內(nèi)鋁錠消耗的交流電量PAl—報告期內(nèi)生產(chǎn)的合格的鋁錠產(chǎn)量，包括商品鋁錠產(chǎn)量和自用量，單位為噸,4、鋁錠綜合能源單耗（鋁錠單位產(chǎn)品綜合能耗）,（1）計算范圍：能耗：原料入口到鋁錠產(chǎn)出消耗的所有能源產(chǎn)品：鋁錠產(chǎn)量包括：電解鋁生產(chǎn)消耗的電量鑄錠消耗的各種能源輔助附屬系統(tǒng)消耗的各種能源能源包括：,,煙氣凈化消耗的能源通

28、風(fēng)排煙消耗的能源動力消耗的能源整流消耗的能源物料輸送消耗的能源大修消耗的能源空壓消耗的能源動力照明消耗的能源,五、數(shù)據(jù)核定,（一）產(chǎn)品產(chǎn)量的核定,1、鋁液、鋁錠年產(chǎn)量的核定最終產(chǎn)品為鋁液最終產(chǎn)品為鑄造鋁錠最終產(chǎn)品為多品種鋁合金產(chǎn)品,2、鋁液產(chǎn)量的核定 最終產(chǎn)品為鋁液，直接記數(shù)。 最終產(chǎn)品為鑄造鋁錠，進行折算： 最終產(chǎn)品為多品種鋁合金產(chǎn)品，進行折算：,,3、鋁錠產(chǎn)量的核定（1）從生產(chǎn)年報表中直

29、接計取（2）根據(jù)年銷售、庫存報表計取,,4、數(shù)據(jù)的核定產(chǎn)品年報表（月報表、日報表）企業(yè)生產(chǎn)年報表（月報表、日報表）企業(yè)年銷售報表（月報表、日報表） 、庫存報表相關(guān)車間產(chǎn)品年報表（月報表、日報表）相關(guān)車間企業(yè)生產(chǎn)年報表（月報表、日報表）,（二）能源消耗核定,1、企業(yè)總能耗核定P205-1表企業(yè)能源消耗匯總表2、相關(guān)能源消耗數(shù)據(jù)核定企業(yè)年生產(chǎn)情況匯總表（月、日）企業(yè)年能源消耗匯總表（月、日）相關(guān)車間年生產(chǎn)那情況匯總表